本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種GNSS捕獲相干器和信號捕獲方法。
背景技術(shù)：
：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)在軍事和民用領(lǐng)域都扮演著極其重要的地位。GNSS可為接收機(jī)提供定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)，在軍事和民用領(lǐng)域占有重要地位。隨著導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，多系統(tǒng)信息融合定位解算已經(jīng)成為了當(dāng)前的發(fā)展趨勢，新體制信號廣泛應(yīng)用于美國的第三代GPS、歐盟的Galileo等導(dǎo)航衛(wèi)星中，且新體制信號的碼長為10230碼片，碼速率達(dá)到了10.23Mcps，是傳統(tǒng)老體制導(dǎo)航信號碼長和碼速率的10倍。如果采用傳統(tǒng)的滑動串行相關(guān)時頻二維搜索算法，并行頻率搜索算法或并行碼相位搜索算法，會存在運算復(fù)雜度較大，搜索時間較長，影響接收機(jī)首次定位時間和熱啟動等問題，特別是在高動態(tài)應(yīng)用環(huán)境中，制約了接收機(jī)的捕獲效率。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明實施例的目的在于提供一種GNSS捕獲相干器和信號捕獲方法，能夠針對當(dāng)前的新體制信號，在高動態(tài)應(yīng)用環(huán)境中減少信號捕獲的時間，從而能夠提高信號捕獲的效率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例一方面提供一種GNSS捕獲相干器，包括下變頻機(jī)構(gòu)、基帶數(shù)據(jù)獲取機(jī)構(gòu)、相干累加機(jī)構(gòu)、非相干累加機(jī)構(gòu)以及門限判定機(jī)構(gòu)，其中：所述下變頻機(jī)構(gòu)將輸入的采樣數(shù)據(jù)分為兩路信號，并利用具備90°相位差的兩個載波信號分別對所述兩路信號進(jìn)行下變頻，得到正交調(diào)制信號中的同相信號和正交信號；所述基帶數(shù)據(jù)獲取機(jī)構(gòu)分別對所述同相信號和所述正交信號進(jìn)行分頻和下采樣累加，得到同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)；所述相干累加機(jī)構(gòu)分別對所述同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行相干累加，并對相干累加后的數(shù)據(jù)進(jìn)行并行碼相位搜索，得到同相搜索信號和正交搜索信號；所述非相干累加機(jī)構(gòu)將所述同相搜索信號和正交搜索信號進(jìn)行相加，得到捕獲信號；所述門限判定機(jī)構(gòu)將所述捕獲信號的能量值與預(yù)設(shè)門限信號的能量值進(jìn)行對比，當(dāng)所述捕獲信號的能量值超過所述預(yù)設(shè)門限信號的能量值時，輸出所述捕獲信號。進(jìn)一步地，所述下變頻機(jī)構(gòu)包括用于生成正弦載波信號和余弦載波信號的數(shù)字控制振蕩器、與所述數(shù)字控制振蕩器相連的同相混頻器和正交混頻器，其中：一路采樣數(shù)據(jù)通過同相混頻器與正弦載波信號相乘，得到下變頻后的同相信號；另一路采樣數(shù)據(jù)通過正交混頻器與余弦載波信號相乘，得到下變頻后的正交信號。進(jìn)一步地，所述基帶數(shù)據(jù)獲取機(jī)構(gòu)包括同相下采樣累加器、正交下采樣累加器以及與所述同相下采樣累加器和正交下采樣累加器相連的碼相位累加器，其中：所述碼相位累加器基于碼頻率控制字進(jìn)行相位累加，并將相位累加信號作為所述同相下采樣累加器和正交下采樣累加器的使能信號，以對下變頻后的同相信號和正交信號進(jìn)行碼片分頻；所述同相下采樣累加器和正交下采樣累加器根據(jù)所述碼相位累加器提供的相位累加信號，分別對碼片分頻后的同相信號和正交信號進(jìn)行累加，得到同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，所述相干累加機(jī)構(gòu)包括同相相干累加存儲器、正交相干累加存儲器以及與所述同相相干累加存儲器和正交相干累加存儲器相連的并行碼相位搜索單元，所述同相相干累加存儲器和正交相干累加存儲器中均包括第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元和碼相位單元，其中：針對周期小于預(yù)設(shè)周期閾值的基帶數(shù)據(jù)，相干累加存儲器將基帶數(shù)據(jù)拆分為存在數(shù)據(jù)交疊的多個數(shù)據(jù)片段，并將所述多個數(shù)據(jù)片段進(jìn)行累加后存入第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元，將一個周期的基帶數(shù)據(jù)對應(yīng)的碼相位存入碼相位單元；所述并行碼相位搜索單元對所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)片段以及碼相位單元中的碼相位進(jìn)行相位搜索；針對周期大于或者等于預(yù)設(shè)周期閾值的基帶數(shù)據(jù)，相干累加存儲器將一個周期的基帶數(shù)據(jù)拆分為具備相同長度的至少兩個子基帶數(shù)據(jù)，并將相鄰的兩個子基帶數(shù)據(jù)依次分別存于第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元；將一個周期的基帶數(shù)據(jù)對應(yīng)的碼相位拆分為至少兩個碼相位片段，并將所述至少兩個碼相位片段依次存儲于碼相位單元中；所述并行碼相位搜索單元對所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的當(dāng)前子基帶數(shù)據(jù)以及碼相位單元中的當(dāng)前碼相位片段進(jìn)行相位搜索，在相位搜索完成之后，更新所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的子基帶數(shù)據(jù)以及更新所述碼相位單元中碼相位片段，并針對更新后的子基帶數(shù)據(jù)和碼相位片段，再次進(jìn)行相位搜索。進(jìn)一步地，所述并行碼相位搜索單元中包括第一FFT模塊、第二FFT模塊、復(fù)數(shù)共軛模塊、乘法器、IFFT模塊以及取模模塊，其中：所述第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元通過所述第一FFT模塊與所述乘法器相連，所述碼相位單元依次通過所述第二FFT模塊和復(fù)數(shù)共軛模塊后與所述乘法器相連，所述乘法器的輸出端口依次通過所述IFFT模塊以及取模模塊后，與所述非相干累加機(jī)構(gòu)相連。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一方面還提供一種信號捕獲方法，所述方法包括：將輸入的采樣數(shù)據(jù)分為兩路信號，并利用具備90°相位差的兩個載波信號分別對所述兩路信號進(jìn)行下變頻，得到正交調(diào)制信號中的同相信號和正交信號；分別對所述同相信號和所述正交信號進(jìn)行分頻和下采樣累加，得到同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)；分別對所述同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行相干累加，并對相干累加后的數(shù)據(jù)進(jìn)行并行碼相位搜索，得到同相搜索信號和正交搜索信號；將所述同相搜索信號和正交搜索信號進(jìn)行相加，得到捕獲信號；將所述捕獲信號的能量值與預(yù)設(shè)門限信號的能量值進(jìn)行對比，當(dāng)所述捕獲信號的能量值超過所述預(yù)設(shè)門限信號的能量值時，輸出所述捕獲信號。進(jìn)一步地，所述同相信號和正交信號通過下述方式確定：一路采樣數(shù)據(jù)通過同相混頻器與正弦載波信號相乘，得到下變頻后的同相信號；另一路采樣數(shù)據(jù)通過正交混頻器與余弦載波信號相乘，得到下變頻后的正交信號。進(jìn)一步地，分別對所述同相信號和所述正交信號進(jìn)行分頻和下采樣累加，得到同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)具體包括：基于碼頻率控制字進(jìn)行相位累加，得到相位累加信號，所述相位累加信號用于對下變頻后的同相信號和正交信號進(jìn)行碼片分頻；根據(jù)所述相位累加信號，分別對碼片分頻后的同相信號和正交信號進(jìn)行累加，得到同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，所述同相搜索信號和正交搜索信號按照下述方式確定：針對周期小于預(yù)設(shè)周期閾值的基帶數(shù)據(jù)，將基帶數(shù)據(jù)拆分為存在數(shù)據(jù)交疊的多個數(shù)據(jù)片段，并將所述多個數(shù)據(jù)片段進(jìn)行累加后存入第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元，將一個周期的基帶數(shù)據(jù)對應(yīng)的碼相位存入碼相位單元；對所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)片段以及碼相位單元中的碼相位進(jìn)行相位搜索；針對周期大于或者等于預(yù)設(shè)周期閾值的基帶數(shù)據(jù)，將一個周期的基帶數(shù)據(jù)拆分為具備相同長度的至少兩個子基帶數(shù)據(jù)，并將相鄰的兩個子基帶數(shù)據(jù)依次分別存于第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元；將一個周期的基帶數(shù)據(jù)對應(yīng)的碼相位拆分為至少兩個碼相位片段，并將所述至少兩個碼相位片段依次存儲于碼相位單元中；對所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的當(dāng)前子基帶數(shù)據(jù)以及碼相位單元中的當(dāng)前碼相位片段進(jìn)行相位搜索，在相位搜索完成之后，更新所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的子基帶數(shù)據(jù)以及更新所述碼相位單元中碼相位片段，并針對更新后的子基帶數(shù)據(jù)和碼相位片段，再次進(jìn)行相位搜索。進(jìn)一步地，所述相位搜索的步驟包括：將第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT，得到數(shù)據(jù)信號；將所述碼相位單元中的數(shù)據(jù)依次進(jìn)行FFT和復(fù)數(shù)共軛運算，得到碼信號；將所述數(shù)據(jù)信號和所述碼信號相乘后依次進(jìn)行IFFT和取模運算，得到同相搜索信號和正交搜索信號。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少可取得下述技術(shù)效果：本發(fā)明通過下變頻機(jī)構(gòu)可以得到正交調(diào)制信號中的同相信號和正交信號，通過對同相信號和正交信號進(jìn)行下采樣累加，可以得到對應(yīng)的同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)。通過對同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行相干累加和并行碼相位搜索，從而能夠得到同相搜索信號和正交搜索信號。最終，將同相搜索信號和正交搜索信號經(jīng)過非相干累加，從而可以得到捕捉的信號。如果捕捉的信號的能量值高于預(yù)設(shè)的閾值，那么則可以將該捕捉的信號輸出，從而完成信號捕捉的過程。本發(fā)明提供的GNSS捕獲相干器和信號捕獲方法，能夠適用于當(dāng)前的GPSL1CA/L1C/L2C/L5C、BDSB1/B2-I、GalileoE5a/E5b以及GLONASSG1/G2等頻點的信號，并且基于FFT的并行碼相位搜索，能夠減少高動態(tài)環(huán)境下的捕獲時間，提高了信號捕獲效率。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實施例所述的GNSS捕獲相干器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實施例中下采樣累加的原理示意圖；圖3是本實施例中針對短周期碼模式的相干累加機(jī)構(gòu)的原理示意圖；圖4是本實施例中針對長周期碼模式的相干累加機(jī)構(gòu)的原理示意圖；圖5是本實施例中并行碼相位搜索單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實施例中信號捕獲方法的流程圖。貫穿附圖，應(yīng)該注意的是，相似的標(biāo)號用于描繪相同或相似的元件、特征和結(jié)構(gòu)。具體實施方式提供以下參照附圖的描述來幫助全面理解由權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的各種實施例。以下描述包括幫助理解的各種具體細(xì)節(jié)，但是這些細(xì)節(jié)將被視為僅是示例性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不脫離本公開的范圍和精神的情況下，可對本文所述的各種實施例進(jìn)行各種改變和修改。另外，為了清晰和簡潔，公知功能和構(gòu)造的描述可被省略。以下描述和權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語和詞匯不限于文獻(xiàn)含義，而是僅由發(fā)明人用來使本公開能夠被清晰和一致地理解。因此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)該明顯的是，提供以下對本公開的各種實施例的描述僅是為了示例性目的，而非限制由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的目的。應(yīng)該理解，除非上下文明確另外指示，否則單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)指代。因此，例如，對“組件表面”的引用包括對一個或更多個這樣的表面的引用。本申請實施方式提供的一種GNSS捕獲相干器可以包括下變頻機(jī)構(gòu)、基帶數(shù)據(jù)獲取機(jī)構(gòu)、相干累加機(jī)構(gòu)、非相干累加機(jī)構(gòu)以及門限判定機(jī)構(gòu)，其中：所述下變頻機(jī)構(gòu)將輸入的采樣數(shù)據(jù)分為兩路信號，并利用具備90°相位差的兩個載波信號分別對所述兩路信號進(jìn)行下變頻，得到正交調(diào)制信號中的同相信號和正交信號。所述基帶數(shù)據(jù)獲取機(jī)構(gòu)分別對所述同相信號和所述正交信號進(jìn)行分頻和下采樣累加，得到同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)。所述相干累加機(jī)構(gòu)分別對所述同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行相干累加，并對相干累加后的數(shù)據(jù)進(jìn)行并行碼相位搜索，得到同相搜索信號和正交搜索信號。所述非相干累加機(jī)構(gòu)將所述同相搜索信號和正交搜索信號進(jìn)行相加，得到捕獲信號。所述門限判定機(jī)構(gòu)將所述捕獲信號的能量值與預(yù)設(shè)門限信號的能量值進(jìn)行對比，當(dāng)所述捕獲信號的能量值超過所述預(yù)設(shè)門限信號的能量值時，輸出所述捕獲信號。請參閱圖1，在本實施方式中，所述下變頻機(jī)構(gòu)可以包括用于生成正弦載波信號和余弦載波信號的數(shù)字控制振蕩器(NCO，numericallycontrolledoscillator)1、與所述數(shù)字控制振蕩器1相連的同相混頻器2和正交混頻器3，其中：一路采樣數(shù)據(jù)通過同相混頻器2與正弦載波信號相乘，得到下變頻后的同相信號i；另一路采樣數(shù)據(jù)通過正交混頻器3與余弦載波信號相乘，得到下變頻后的正交信號q。在本實施方式中，所述基帶數(shù)據(jù)獲取機(jī)構(gòu)包括同相下采樣累加器4、正交下采樣累加器5以及與所述同相下采樣累加器4和正交下采樣累加器5相連的碼相位累加器6，其中：所述碼相位累加器6基于碼頻率控制字進(jìn)行相位累加，并將相位累加信號作為所述同相下采樣累加器4和正交下采樣累加器5的使能信號，以對下變頻后的同相信號和正交信號進(jìn)行碼片分頻。具體地，碼頻率控制字FCWco計算如下，其中輸入數(shù)據(jù)采樣率為fs，碼速率為fco：對于碼相位累加器SUMco，累加過程如下：SUMco[31:0]＝SUMco[31:0]+FCWco[31:0]碼相位累加器SUMco計滿后返零，表示完成一個碼片長度的相位累加。通過SUMco[31:30]的取值，可以對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行半碼片或者1/4碼片分頻，進(jìn)行累加即完成下采樣操作。具體請參見圖2，其中Ts表示采樣周期，Tc表示采樣時長，在每個采樣周期內(nèi)均可以對FCWco進(jìn)行累加，從而得到不同的SUMco的值。在本實施方式中，對不同頻點進(jìn)行下采樣，可以得到不同倍數(shù)的基帶數(shù)據(jù)，表1中給出了不同頻點在下采樣后需要達(dá)到的基帶數(shù)據(jù)處理倍數(shù)。表1基帶處理數(shù)據(jù)倍數(shù)頻點L1CAL1CL2CL5CB1IB2IE5G1/G2基帶處理倍數(shù)x2x2x4x2x1x1x2x4處理模式短周期長周期長周期長周期短周期短周期長周期短周期這樣，所述同相下采樣累加器4和正交下采樣累加器5可以根據(jù)所述碼相位累加器6提供的相位累加信號，分別對碼片分頻后的同相信號和正交信號進(jìn)行累加，得到同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)。在本實施方式中，所述相干累加機(jī)構(gòu)包括同相相干累加存儲器7、正交相干累加存儲器8以及與所述同相相干累加存儲器7和正交相干累加存儲器8相連的并行碼相位搜索單元9，所述同相相干累加存儲器7和正交相干累加存儲器8中均包括第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元和碼相位單元。在本實施方式中，最終捕獲信號的能量值可以為V，所述預(yù)設(shè)門限信號的能量值可以為Vi。當(dāng)所述捕獲信號的能量值超過所述預(yù)設(shè)門限信號的能量值時，輸出所述捕獲信號。如果沒有超過，則重新進(jìn)行信號捕獲過程。請參閱圖3，針對周期小于預(yù)設(shè)周期閾值的基帶數(shù)據(jù)(也就是短周期碼模式)，相干累加存儲器將基帶數(shù)據(jù)拆分為存在數(shù)據(jù)交疊的多個數(shù)據(jù)片段，并將所述多個數(shù)據(jù)片段進(jìn)行累加后存入第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元，將一個周期的基帶數(shù)據(jù)對應(yīng)的碼相位存入碼相位單元；所述并行碼相位搜索單元對所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)片段以及碼相位單元中的碼相位進(jìn)行相位搜索。請參閱圖4，針對周期大于或者等于預(yù)設(shè)周期閾值的基帶數(shù)據(jù)(也就是長周期碼模式)，相干累加存儲器將一個周期的基帶數(shù)據(jù)拆分為具備相同長度的至少兩個子基帶數(shù)據(jù)，并將相鄰的兩個子基帶數(shù)據(jù)依次分別存于第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元；將一個周期的基帶數(shù)據(jù)對應(yīng)的碼相位拆分為至少兩個碼相位片段，并將所述至少兩個碼相位片段依次存儲于碼相位單元中；所述并行碼相位搜索單元對所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的當(dāng)前子基帶數(shù)據(jù)以及碼相位單元中的當(dāng)前碼相位片段進(jìn)行相位搜索，在相位搜索完成之后，更新所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的子基帶數(shù)據(jù)以及更新所述碼相位單元中碼相位片段，并針對更新后的子基帶數(shù)據(jù)和碼相位片段，再次進(jìn)行相位搜索。請參閱圖5，所述并行碼相位搜索單元中包括第一FFT模塊11、第二FFT模塊12、復(fù)數(shù)共軛模塊13、乘法器14、IFFT模塊15以及取模模塊16。所述第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元通過所述第一FFT模塊11與所述乘法器14相連，所述碼相位單元依次通過所述第二FFT模塊12和復(fù)數(shù)共軛模塊13后與所述乘法器14相連，所述乘法器14的輸出端口依次通過所述IFFT模塊15以及取模模塊16后，與所述非相干累加機(jī)構(gòu)相連。在本實施方式中，第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT后，可以得到數(shù)據(jù)信號。所述碼相位單元中的數(shù)據(jù)依次進(jìn)行FFT和復(fù)數(shù)共軛運算后，可以得到碼信號。這樣，將所述數(shù)據(jù)信號和所述碼信號相乘后依次進(jìn)行IFFT和取模運算，便可以得到同相搜索信號和正交搜索信號。請參閱圖1，在本申請實施方式中，所述GNSS捕獲相干器中還可以包括一些輔助機(jī)構(gòu)，例如所述捕獲參數(shù)配置模塊100可以為GNSS捕獲相干器中的其它模塊配置運行所需的參數(shù)；擴(kuò)頻碼發(fā)生器200則可以為所述并行碼相位搜索單元提供擴(kuò)頻碼；捕獲控制模塊300則可以在信號捕獲過程中調(diào)度各個模塊，以完成信號捕獲的過程，在實際應(yīng)用場景中，首先對需要捕獲的頻點進(jìn)行配置。此時接收機(jī)自動選擇下采樣方式和相關(guān)器存儲方式，開始進(jìn)行捕獲功能。當(dāng)搜索頻率接近實際信號頻率時，經(jīng)過碼相位累加器后，可以消除高動態(tài)造成的采樣點偏移，下游模塊相關(guān)器可以得到良好的相關(guān)結(jié)果，捕獲成功。如果搜索頻率和實際信號頻率相差較大時，捕獲不成功，需要繼續(xù)搜索剩余頻點。具體地，在下采樣累加階段，若要得到4倍過采樣基帶數(shù)據(jù)，可以通過高兩位SUMco[31:30]取值區(qū)分1/4碼片長度，分別將(00、01、10、11)對應(yīng)的碼相位累加，得到四個1/4碼片累加值。若要得到2倍采樣基帶數(shù)據(jù)，可以通過最高位SUMco[31]取值區(qū)分半個碼片長度，將值為(0、1)時所有的采樣點進(jìn)行累加，分別得到前/后半個碼片數(shù)據(jù)累加值。若要得到單倍采樣基帶數(shù)據(jù)，需首先通過SUMco[31]累加，得到半個碼片的累加值。然后將兩倍采樣率數(shù)據(jù)兩兩相加，形成單倍數(shù)據(jù)Seven和Sodd，分別進(jìn)行捕獲后判斷峰值位置。設(shè)采樣點si,i＝1,2,3,...，單倍數(shù)據(jù)累加結(jié)果如下：在相干累加存儲階段，GPSL1CA、BDSB1/B2、BDSB1/B2以及GLONASS均屬于短周期碼模式。對于GPSL1CA相干器設(shè)計，可以將1～Nms數(shù)據(jù)折疊累加成1ms數(shù)據(jù)，存儲在第一數(shù)據(jù)單元中，2～N+1ms數(shù)據(jù)折疊累加成1ms數(shù)據(jù)，存儲在第二數(shù)據(jù)單元中，存儲1ms的碼相位在碼相位單元中，經(jīng)過IFFT后得到Nms相干結(jié)果。對于BDSB1/B2頻點的D1碼相干器設(shè)計，數(shù)據(jù)折疊累加前需先和NH碼相乘。1～Nms數(shù)據(jù)折疊累加成1ms數(shù)據(jù)，存儲在第一數(shù)據(jù)單元中，2～N+1ms數(shù)據(jù)折疊累加成1ms數(shù)據(jù)，存儲在第二數(shù)據(jù)單元中；存儲1ms碼相位在碼相位單元中，經(jīng)過IFFT得到Nms相干結(jié)果?；瑒覰H碼20次進(jìn)行如上操作則可以完成相干累加過程。如果只做1ms相干積分，可以不用乘以NH碼。對于BDSB1/B2頻點D2碼相干器設(shè)計，1～2ms數(shù)據(jù)折疊累加成1ms數(shù)據(jù)，存儲在第一數(shù)據(jù)單元中，2～3ms數(shù)據(jù)折疊累加成1ms數(shù)據(jù)，存儲在第二數(shù)據(jù)單元中；存儲1ms碼相位在碼相位單元中，經(jīng)過IFFT后得到2ms相干結(jié)果。對于GLONASS相干器設(shè)計，1～Nms數(shù)據(jù)折疊累加成1ms數(shù)據(jù)，存儲在第一數(shù)據(jù)單元中，2～N+1ms數(shù)據(jù)折疊累加成1ms數(shù)據(jù)，存儲在第二數(shù)據(jù)單元中，存儲1ms的碼相位在碼相位單元中，經(jīng)過IFFT后得到Nms相干結(jié)果。GPSL1C、GPSL2C、GPSL5C以及GalileoE5則屬于長周期碼模式。對于GPSL1C相干器設(shè)計，捕獲采用導(dǎo)頻通路，將TMBOC(6，1，4/33)作為BOC(1，1)來處理。碼周期10ms，10230個碼片，分段段數(shù)M＝10。1～2ms數(shù)據(jù)存儲在第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元中；存儲1ms碼相位在碼相位單元中，IFFT后得到1ms相干結(jié)果。更新存儲數(shù)據(jù)2～3ms存儲，更新碼第2ms存儲，進(jìn)行并行碼搜索，得到第2ms相干積分結(jié)果?？偣残枰M(jìn)行10次，完成10ms相干積分。對于GPSL2C相干器設(shè)計，先捕獲CM碼，然后再利用CM和CL碼之間的固定關(guān)系，進(jìn)行CL碼的捕獲。CM碼周期20ms，10230個碼片，分段段數(shù)M＝20。兩種碼時分復(fù)用(TDM)，因此數(shù)據(jù)需要分時存儲，1～2ms中前一半數(shù)據(jù)存儲在第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元中；存儲CM碼1ms在碼相位單元中，IFFT后得到1ms相干結(jié)果。更新存儲數(shù)據(jù)2～3ms存儲，更新碼第2ms存儲，進(jìn)行并行碼搜索，得到第2ms相干積分結(jié)果?？偣残枰M(jìn)行20次，完成20ms相干積分。對于GPSL5C相干器設(shè)計，先捕獲導(dǎo)頻通路，調(diào)制10ms周期的NH碼，導(dǎo)頻通路碼周期1ms，10230個碼片，分段段數(shù)M＝10。前0.2ms數(shù)據(jù)存儲在第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元中，存儲0.1ms碼在碼相位單元中，IFFT后得到0.1ms相干結(jié)果。更新存儲數(shù)據(jù)，更新0.1ms碼，進(jìn)行并行搜索，得到另外0.1ms相干積分結(jié)果，重復(fù)10次后得到1ms相干積分結(jié)果。對于GalileoE5相干器設(shè)計，采取E5a和E5b半邊帶單獨捕獲方式。碼周期1ms，10230個碼片，分段段數(shù)M＝10。前0.2ms數(shù)據(jù)存儲在第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元中，存儲0.1ms碼在碼相位單元中，IFFT后得到0.1ms相干結(jié)果。更新存儲數(shù)據(jù)，更新0.1ms碼，進(jìn)行并行搜索，得到另外0.1ms相干積分結(jié)果。重復(fù)10次后得到1ms相干積分結(jié)果。請參閱圖6，本申請實施例還提供一種信號捕獲方法。需要說明的是，雖然下文描述的流程包括以特定順序出現(xiàn)的多個操作，但是應(yīng)該清楚了解，這些過程可以包括更多或更少的操作，這些操作可以順序執(zhí)行或并行執(zhí)行(例如使用并行處理器或多線程環(huán)境)。所述方法包括以下步驟。S1：將輸入的采樣數(shù)據(jù)分為兩路信號，并利用具備90°相位差的兩個載波信號分別對所述兩路信號進(jìn)行下變頻，得到正交調(diào)制信號中的同相信號和正交信號；S2：分別對所述同相信號和所述正交信號進(jìn)行分頻和下采樣累加，得到同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)；S3：分別對所述同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行相干累加，并對相干累加后的數(shù)據(jù)進(jìn)行并行碼相位搜索，得到同相搜索信號和正交搜索信號；S4：將所述同相搜索信號和正交搜索信號進(jìn)行相加，得到捕獲信號；S5：將所述捕獲信號的能量值與預(yù)設(shè)門限信號的能量值進(jìn)行對比，當(dāng)所述捕獲信號的能量值超過所述預(yù)設(shè)門限信號的能量值時，輸出所述捕獲信號。在本申請實施例中，所述同相信號和正交信號通過下述方式確定：一路采樣數(shù)據(jù)通過同相混頻器與正弦載波信號相乘，得到下變頻后的同相信號；另一路采樣數(shù)據(jù)通過正交混頻器與余弦載波信號相乘，得到下變頻后的正交信號。在本申請實施例中，分別對所述同相信號和所述正交信號進(jìn)行分頻和下采樣累加，得到同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)具體包括：基于碼頻率控制字進(jìn)行相位累加，得到相位累加信號，所述相位累加信號用于對下變頻后的同相信號和正交信號進(jìn)行碼片分頻；根據(jù)所述相位累加信號，分別對碼片分頻后的同相信號和正交信號進(jìn)行累加，得到同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)。在本申請實施例中，所述同相搜索信號和正交搜索信號按照下述方式確定：針對周期小于預(yù)設(shè)周期閾值的基帶數(shù)據(jù)，將基帶數(shù)據(jù)拆分為存在數(shù)據(jù)交疊的多個數(shù)據(jù)片段，并將所述多個數(shù)據(jù)片段進(jìn)行累加后存入第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元，將一個周期的基帶數(shù)據(jù)對應(yīng)的碼相位存入碼相位單元；對所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)片段以及碼相位單元中的碼相位進(jìn)行相位搜索；針對周期大于或者等于預(yù)設(shè)周期閾值的基帶數(shù)據(jù)，將一個周期的基帶數(shù)據(jù)拆分為具備相同長度的至少兩個子基帶數(shù)據(jù)，并將相鄰的兩個子基帶數(shù)據(jù)依次分別存于第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元；將一個周期的基帶數(shù)據(jù)對應(yīng)的碼相位拆分為至少兩個碼相位片段，并將所述至少兩個碼相位片段依次存儲于碼相位單元中；對所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的當(dāng)前子基帶數(shù)據(jù)以及碼相位單元中的當(dāng)前碼相位片段進(jìn)行相位搜索，在相位搜索完成之后，更新所述第一數(shù)據(jù)單元、第二數(shù)據(jù)單元中的子基帶數(shù)據(jù)以及更新所述碼相位單元中碼相位片段，并針對更新后的子基帶數(shù)據(jù)和碼相位片段，再次進(jìn)行相位搜索。在本申請實施例中，所述相位搜索的步驟包括：將第一數(shù)據(jù)單元和第二數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT，得到數(shù)據(jù)信號；將所述碼相位單元中的數(shù)據(jù)依次進(jìn)行FFT和復(fù)數(shù)共軛運算，得到碼信號；將所述數(shù)據(jù)信號和所述碼信號相乘后依次進(jìn)行IFFT和取模運算，得到同相搜索信號和正交搜索信號。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少可取得下述技術(shù)效果：本發(fā)明通過下變頻機(jī)構(gòu)可以得到正交調(diào)制信號中的同相信號和正交信號，通過對同相信號和正交信號進(jìn)行下采樣累加，可以得到對應(yīng)的同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)。通過對同相基帶數(shù)據(jù)和正交基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行相干累加和并行碼相位搜索，從而能夠得到同相搜索信號和正交搜索信號。最終，將同相搜索信號和正交搜索信號經(jīng)過非相干累加，從而可以得到捕捉的信號。如果捕捉的信號的能量值高于預(yù)設(shè)的閾值，那么則可以將該捕捉的信號輸出，從而完成信號捕捉的過程。本發(fā)明提供的GNSS捕獲相干器和信號捕獲方法，能夠適用于當(dāng)前的GPSL1CA/L1C/L2C/L5C、BDSB1/B2-I、GalileoE5a/E5b以及GLONASSG1/G2等頻點的信號，并且基于FFT的并行碼相位搜索，能夠減少高動態(tài)環(huán)境下的捕獲時間，提高了信號捕獲效率。應(yīng)該注意的是，如上所述的本公開的各種實施例通常在一定程度上涉及輸入數(shù)據(jù)的處理和輸出數(shù)據(jù)的生成。此輸入數(shù)據(jù)處理和輸出數(shù)據(jù)生成可在硬件或者與硬件結(jié)合的軟件中實現(xiàn)。例如，可在移動裝置或者相似或相關(guān)的電路中采用特定電子組件以用于實現(xiàn)與如上所述本公開的各種實施例關(guān)聯(lián)的功能。另選地，依據(jù)所存儲的指令來操作的一個或更多個處理器可實現(xiàn)與如上所述本公開的各種實施例關(guān)聯(lián)的功能。如果是這樣，則這些指令可被存儲在一個或更多個非暫時性處理器可讀介質(zhì)上，這是在本公開的范圍內(nèi)。處理器可讀介質(zhì)的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置。另外，用于實現(xiàn)本公開的功能計算機(jī)程序、指令和指令段可由本公開所屬領(lǐng)域的程序員容易地解釋。本說明書中的各個實施方式均采用遞進(jìn)的方式描述，各個實施方式之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施方式重點說明的都是與其他實施方式的不同之處。盡管已參照本公開的各種實施例示出并描述了本公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的精神和范圍的情況下，可對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。當(dāng)前第1頁1 2 3